UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CAMPUS ARARANGUÁ
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
Vagner da Silva Rodrigues
Tarifação binômia para consumidores de energia de baixa tensão no Brasil: viabilidade
legal e técnica
ARARANGUÁ 2020
Vagner da Silva Rodrigues
Tarifação binômia para consumidores de energia de baixa tensão no Brasil: viabilidade
legal e técnica
Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação em Energia e Sustentabilidade da Universidade Federal de Santa Catarina para a obtenção do título de Mestre em Energia e Sustentabilidade
Orientador: Prof. Ricardo A. R. Moraes, Dr. Coorientador:Prof. Marcelo D. Berejuck, Dr.
Araranguá 2020
Vagner da Silva Rodrigues
Tarifação binômia para consumidores de energia de baixa tensão no Brasil: viabilidade
legal e técnica
O presente trabalho em nível de mestrado foi avaliado e aprovado por banca examinadora composta pelos seguintes membros:
Prof. Ricardo Alexandre Reinaldo de Moraes, Dr Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC – PPGES
Prof.(a) Kátia Cilene Rodrigues Madruga, Dr.(a) Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC – PPGES
Prof. Roderval Marcelino, Dr
Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC – PPGTIC
Certificamos que esta é a versão original e final do trabalho de conclusão que foi julgado adequado para obtenção do título de mestre em Energia e Sustentabilidade
____________________________ Prof.(a) Kátia Cilene Rodrigues Madruga, Dr.(a)
Subcoordenadora do Programa
____________________________ Prof. Dr. Ricardo Alexandre Reinaldo de Moraes
Orientador
Araranguá, 2020.
Ricardo Alexandre Reinaldo de
Moraes:84481293934
Assinado de forma digital por Ricardo Alexandre Reinaldo de Moraes:84481293934 Dados: 2020.03.13 11:33:23 -03'00' Documento assinado digitalmente
Katia Cilene Rodrigues Madruga Data: 16/03/2020 11:17:54-0300 CPF: 553.612.180-49
Este trabalho é dedicado aos meus queridos pais Amarildo Rodrigues e Maria Aparecida da Silva Rodrigues e a minha irmã Gisele da Silva Rodrigues.
AGRADECIMENTOS
A todos os professores da Universidade Federal de Santa Catarina que disponibilizaram atenção e conhecimento para me auxiliar durante toda a pós-graduação.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES). Ao professor Dr. Ricardo Alexandre Reinaldo de Moraes, pela grande colaboração e ensinamentos no decorrer do trabalho.
Aos amigos que fiz durante o tempo que passei na Universidade. A amizade e o companheirismo deles me ajudaram a crescer pessoalmente e profissionalmente.
Por fim, aos meus pais e irmã, apoiando por saberem o quanto essa fase é importante em minha vida.
“A competitividade de um país não começa nas indústrias ou nos laboratórios de engenharia. Ela começa na sala de aula.”
RESUMO
No Brasil, as unidades consumidoras de energia elétrica são classificadas em dois grupos tarifários: grupo A e grupo B. Os consumidores residenciais estão classificados no grupo B e são atendidos com tensões abaixo de 2,3kV. Atualmente, esses consumidores têm apenas a opção de tarifa monômia, ou seja, suas contas consideram apenas o consumo volumétrico de eletricidade. Os consumidores do grupo A possuem tarifa binomial de energia, suas faturas de energia são compostas pela soma da parcela referentes ao consumo de energia e da parcela da demanda de energia. Este trabalho tem como objetivo analisar a fundamentação legal e a viabilidade técnica do uso de uma tarifa binômia para os consumidores do grupo B. Esse tipo de tarifação pode trazer benefícios para o sistema elétrico, pois ajuda a suavizar a curva de consumo de energia ao longo do dia, aumentando a confiabilidade, reduzindo o risco de falta de energia, atrasando os investimentos em novas usinas, linhas de transmissão e distribuição e potencialmente reduzindo o consumo residencial de eletricidade. Esta análise foi realizada utilizando metodologia sistemática de revisão de literatura, por meio de relatórios, estudos acadêmicos, coleta de dados em sites oficiais do governo e documentos de contribuições da Consulta Pública da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) Nº 002/2018. Este é o primeiro trabalho utilizando os dados da Consulta Pública, mostrando e detalhando os principais problemas da proposta de implementação de uma tarifa binômia. Finalmente, os resultados das análises indicam que é possível implementar uma tarifa binomial de acordo com a legislação brasileira vigente. Tecnicamente, seria possível usando as informações dos disjuntores instalados no painel de medição com menor impacto econômico na implementação do sistema de tarifa proposta.
Palavras-chave: Consumidores residenciais. Curva de carga. Resposta à demanda. Tarifa de
ABSTRACT
In Brazil, energy-consuming units are classified into two tariff groups: group A and group B. Residential consumers are classified in group B and they are served with voltages below 2.3kV. Currently, these consumers have only the monomial tariff option, i.e., their bills only consider the consumption of electricity. Group A consumers have a binomial energy tariff. Their energy bills are made up of the sum of the energy consumption and energy demand portions. This article aims to analyze the legal rationale and technical feasibility of using a binomial tariff for group B consumers. This type of pricing can bring benefits to the electricity system as it helps to smooth the energy consumption curve throughout the day. It increases reliability, reducing the risk of power outages and delaying investments in new power plants, transmission lines and distribution and potentially reducing residential consumer electricity costs. This analysis was performed using a systematic literature review methodology, through reports, academic studies, data collection on official government websites and documents from contributions of Brazil electricity regulatory agency (ANEEL) Public Consultation No. 002/2018. It is the first work using data from de Public Consultation, showing and detailing the main problems in the proposal to implement a binomial tariff. Finally, the results indicate that it is possible to implement a binomial tariff under current Brazilian legislation. Technically, it would be possible using the information of the circuit breakers installed in the measuring board with a lower economic impact on the implementation of the proposed tariff system.
Keywords: Demand response. Electricity tariff. Load curve. Residential consumers.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Curva típica nos dias úteis – 101 a 200 kWh/mês. ... 17
Figura 2 – Curva típica nos dias úteis – 201 a 300 kWh/mês. ... 18
Figura 3 – Curva típica nos dias úteis – 301 a 500 kWh/mês. ... 18
Figura 4 – Curva típica nos dias úteis – acima de 501 kWh/mês. ... 18
Figura 5 – Classificação dos Consumidores de Energia Elétrica. ... 19
Figura 6 – Curvas de Carga Típicas - Faixa 2 (base = 160 kWh). ... 19
Figura 7 – Curvas de Carga Típicas - Faixa 3 (base = 500 kWh). ... 20
Figura 8 – Curvas de Carga Típicas - Faixa 4 (base = 1000 kWh). ... 20
Figura 9 – Curvas de Carga Típicas - Faixa 5 (base = 1500 kWh). ... 20
Figura 10 – Alternativas para o gerenciamento pelo lado da demanda. ... 24
Figura 11 – Tipos de alterações possíveis provocadas por GLD na curva de carga. ... 25
Figura 12 – Categorias dos programas de resposta à demanda. ... 26
Figura 13 – Usos finais de energia elétrica residencial no Brasil. ... 27
Figura 14 – Usos finais de energia elétrica no verão na região Sul... 28
Figura 15 – Usos finais de energia elétrica no inverno na região Sul. ... 29
Figura 16 – Rotinas médias de uso de equipamentos eletroeletrônicos. ... 29
Figura 17 – Rotinas médias de uso do chuveiro elétrico. ... 29
Figura 18 – Grupos tarifários no Brasil. ... 30
Figura 19 – Explicação gráfica da TUSD e TUST. ... 33
Figura 20 – Destinação dos recursos recolhidos na conta de energia. ... 33
Figura 21 – Valor final de energia elétrica. ... 34
Figura 22 – Comparativo entre a Tarifa Branca e a Tarifa Convencional ... 35
Figura 23 – Curvas média de demanda diária no verão ... 38
Figura 24 – Curvas média de demanda diária no inverno ... 39
Figura 25 – Classificação da Pesquisa Científica ... 42
Figura 26 – Fluxograma do Planejamento da Pesquisa. ... 45
Figura 27 – Composição da tarifa dos consumidores de baixa tensão. ... 67
Figura 28 – Leis de amparo legal a um novo sistema tarifário de energia. ... 70
Figura 29 – Exemplo de curva de carga de dois consumidores de energia elétrica. ... 71
Figura 30 – Componentes das tarifas de distribuição (número de países). ... 73
Figura 31 – Peso dos componentes da tarifa de distribuição. ... 74
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Contribuições Após a Fase de Pré-Análise... 50
Quadro 2 – Contribuições Após a Fase de Exploração do Material ... 51
Quadro 3 – Contribuições Após o Tratamento e Interpretação dos Resultados ... 52
Quadro 4 – Grupo de Perguntas Referente ao Objetivo ... 53
Quadro 5 – Grupo de Perguntas Referente ao Tipo de Custos ... 56
Quadro 6 – Grupo de Perguntas Referente a Alocação dos Custos... 57
Quadro 7 – Grupo de Perguntas Referente aos Impactos, Implementação e Transição da Tarifa Binômia ... 61
Quadro 8 – Critérios de variável de faturamento das componentes tarifárias para o grupo B. 68 Quadro 9 – Principais problemas técnicos levantados na consulta pública. ... 78
Quadro 10 – Principais problemas de custos levantados na consulta pública. ... 79 Quadro 11 – Principais problemas de impactos e divulgação levantados na consulta pública.81
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Usos finais de eletricidade (confiança de 90%). ... 28 Tabela 2 – Estrutura tarifária de 17 países europeus. ... 37
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica AR – Agenda Regulatória
CCEE - Câmara de Comercialização de Energia Elétrica DR – Demand Response
DSM – Demand Side Management EPE – Empresa de Pesquisa de Energia GD – Geração Distribuída
GLD – Gerenciamento pelo Lado da Demanda
HVAC – Heating, Ventilation and Aircontitioning System IoT – Internet of Things
MME – Ministério de Minas e Energia
NIST – National Institute of Standards and Technology NT – Nota Técnica
P&D – Pesquisa e Desenvolvimento
RBDI – Resposta à Demanda com Base em Incentivos RDBT – Resposta à Demanda com Base em Tarifas REN – Resolução normativa
SEE – Sistemas de Energia Elétrica SEP – Sistema Elétrico de Potência SG – Smart Grid
SH – Smart Home TE – Tarifa de Energia
TI – Tecnologia da Informação ToU – Time-of-Use
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 15 1.1 PROBLEMA DE PESQUISA ... 17 1.2 HIPÓTESE ... 21 1.3 JUSTIFICATIVA ... 22 1.4 OBJETIVOS ... 22 1.4.1 Objetivos Específicos ... 22 2 REVISÃO DA LITERATURA ... 23
2.1 GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA... 23
2.1.1 Resposta à Demanda ... 25
2.2 USOS FINAIS DE ENERGIA ELÉTRICA ... 27
2.3 GRUPOS TARIFÁRIOS ... 30 2.4 TARIFAS DE ENERGIA ... 31 2.5 A TARIFA BRANCA ... 34 2.6 A TARIFA BINÔMIA ... 36 2.7 CONCLUSÃO ... 39 3 A ABORDAGEM METODOLÓGICA ... 41 3.1 A CONFIGURAÇÃO DA PESQUISA ... 41
3.2 DA PESQUISA BIBLIOGRÁFICA E DOCUMENTAL ... 43
3.3 PLANEJAMENTO DA PESQUISA ... 44
3.4 COLETA E ANÁLISE DOS DADOS ... 46
3.4.1 Consulta Pública Nº 002/2018 ... 46
3.4.2 Nota Técnica Nº 46/2018-SGT ... 46
3.4.2.1 Perguntas Estabelecidas pela Nota Técnica nº46/2018 ... 48
3.4.2.2 Grupo 1 – Objetivo ... 52
3.4.2.3 Grupo 2 – Tipos de Custos ... 55
3.4.2.5 Grupo 4 – Impactos, Implementação e Transição da Tarifa Binômia ... 60
3.5 CONCLUSÃO ... 64
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 65
4.1 CONTRIBUIÇÕES DO AUTOR ... 65
4.1.1 Análise da Fundamentação Legal ... 68
4.1.2 Análise da Viabilidade Técnica ... 70
4.2 CONCLUSÃO ... 81
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 83
5.1 PROPOSTAS DE TRABALHOS FUTUROS ... 85
1 INTRODUÇÃO
A cada dia, mais equipamentos elétricos chegam às residências de milhares de pessoas em todo o mundo. Estes equipamentos geram um aumento de consumo de energia elétrica que é preocupante para o setor elétrico e pode levar a um caos energético. A energia elétrica é um produto não armazenável e o seu fornecimento requer um complexo sistema de geração, transmissão e distribuição. Por isso, é necessário que se implementem políticas para que se utilize a energia elétrica com uma maior eficiência.
Para Falcão (2010, p. 01),
Os Sistemas de Energia Elétrica (SEE) estão prestes a sofrer uma transformação de grandes proporções. Esta transformação consiste na modernização das tecnologias de geração, transmissão, distribuição e uso final da energia elétrica, visando abordar questões que vão desde as preocupações com mudanças climáticas e o envelhecimento das instalações atuais até a possibilidade de proporcionar ao usuário final maior participação no planejamento e operação do sistema.
O termo Smart Grid (SG) é o nome dado a essa nova concepção dos SEE. O cenário atual das SG no Brasil, mostra que “Em 2010, quase todas as empresas elétricas brasileiras começaram a estudar a SG para preparar e orientar estrategicamente seus investimentos.” (PICA et al., 2011, p. 01, tradução nossa).
A expressão SG se baseia na utilização de tecnologia de automação, computação e comunicações para monitoramento e controle da rede elétrica. Uma SG utiliza fluxos de eletricidade e informações bidirecionais para criar uma rede de entrega de energia automatizada (FALCÃO, 2010).
Segundo Duarte et al. (2013), o desenvolvimento das SG traz a aplicação de uma série de funcionalidades avançadas no sistema de distribuição. Em 2011, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) desenvolveu um projeto de Pesquisa & Desenvolvimento (P&D) sobre SG que visou nortear um Plano Nacional para a migração tecnológica do setor elétrico brasileiro para a adoção do conceito de Rede Inteligente (que é o termo também utilizado no Brasil para SG) em todo o país.
Existem algumas características geralmente atribuídas à SG. Uma em especial norteia o foco desse trabalho: a resposta à demanda mediante atuação remota em dispositivos de consumidores (FALCÃO, 2010).
Um sistema de atuação remota em dispositivos de consumidores pode se enquadrar em uma Smart Home (SH). Este termo retrata um estilo de vida equipado com tecnologia para
monitorar os moradores da residência e/ou melhorar sua qualidade de vida e bem-estar através de uma automação residencial dos dispositivos da casa. Uma SH pode ser construída com a tecnologia IoT (Internet of Things - Internet das Coisas, em português) de várias maneiras incluindo: controle de dispositivos locais, reconhecimento sensorial e de movimento, defesa contra ameaças de segurança, compreensão de linguagem e proteção de dados de computadores (MUQSIT et al., 2017).
Como demonstra Schiefer (2015), existem diversas definições para uma Smart
Home (Casa Inteligente, em português): o dicionário Oxford chama de: “uma casa equipada
com iluminação, aquecimento, dispositivos eletrônicos que podem ser controlados remotamente por smartphone ou computador.” O trabalho de Hoosain & Paul (2017, p. 03, tradução nossa) define “uma residência que contenha atuação remota pode ser chamada de SH, pois possui uma estrutura de circuitos que permite aos proprietários um controle remoto de uma variedade de dispositivos eletrônicos”.
Uma das possibilidades de se controlar a demanda de energia elétrica em uma residência é através da implementação de SH. Pode-se definir demanda de energia como sendo a média das potências elétricas ativas ou reativas em operação na unidade consumidora, durante um intervalo de tempo especificado (PROCEL, 2011). Em outras palavras, demanda pode ser definida como o somatório de cargas elétricas operando no mesmo intervalo de tempo, ou seja, é a capacidade máxima que é exigida do Sistema Elétrico em determinado momento. Como será demonstrado na seção 1.1, as empresas de Geração, Transmissão e Distribuição de energia elétrica tem um grande problema na discrepância entre capacidade de fornecimento de demanda instalada e a demanda de energia utilizada ao longo do dia. A implementação de uma SH e o controle de demanda de energia elétrica pode ajudar a reduzir este problema das empresas de energia. Além disso, políticas públicas que incentivem a redução da demanda de energia elétrica podem acelerar o processo de implementação de SH e de redução da demanda de energia.
A partir destes conceitos, este trabalho de mestrado realiza uma pesquisa, a fim de analisar a fundamentação legal e a viabilidade técnica de se implementar um sistema tarifário de energia que ajude e incentive a SH a resolver o problema da discrepância entre capacidade de fornecimento de demanda instalada e a demanda de energia utilizada ao longo do dia. Este novo sistema tarifário denomina-se Tarifa Binômia (considerado como uma tarifa multipartes) com base no consumo e na demanda de energia elétrica contratada pelas unidades consumidores residenciais.
1.1 PROBLEMA DE PESQUISA
De acordo com o Anuário Estatístico de Energia Elétrica de 2017, apresentado pela Empresa de Pesquisa de Energia (EPE), o setor residencial responde por cerca de 28,8% do consumo de energia elétrica do país (EPE, 2017). A maioria destes consumidores possuem curva de carga que indica um pico de demanda de energia aproximadamente as 19h. Francisquini (2006) apresentou uma metodologia para estimar curvas de carga diárias de consumidores de energia elétrica em baixa tensão. A estimativa das curvas foi baseada em medições reais fornecidos por empresas de distribuição de energia. Em seu trabalho é possível visualizar dados que representam a curva média das unidades consumidoras de uma cidade do interior do estado de São Paulo.
A curva de carga de um consumidor residencial caracteriza-se por um consumo praticamente constante durante o dia inteiro com um aumento no fim da tarde e um pico de demanda provocado pelo chuveiro elétrico entre 18h00 e 22h00 dependendo do perfil do usuário. As Figura 1-4, mostram, respectivamente, a curva típica para consumidores residenciais nos dias úteis com consumo de 101 a 200 kWh/mês, 201 a 300 kWh/mês, 301 a 500 kWh/mês e acima de 500 kWh/mês, onde se confirmam os picos de energia supramencionados.
Figura 1 – Curva típica nos dias úteis – 101 a 200 kWh/mês.
Figura 2 – Curva típica nos dias úteis – 201 a 300 kWh/mês.
Fonte: (FRANCISQUINI, 2006).
Figura 3 – Curva típica nos dias úteis – 301 a 500 kWh/mês.
Fonte: (FRANCISQUINI, 2006).
Figura 4 – Curva típica nos dias úteis – acima de 501 kWh/mês.
Já o trabalho de Ferraz (2016) tem por objetivo analisar o impacto de um Programa de Resposta à Demanda baseado em preços com diferenciação horário. A autora elabora uma modelagem dos consumidores residenciais, classificando-os em faixas de consumo conforme demonstra a Figura 5.
Figura 5 – Classificação dos Consumidores de Energia Elétrica.
Fonte: Adaptado de (FERRAZ, 2016).
A autora também publica curvas de cargas típicas para as faixas de consumo 2 a 5 no apêndice de seu trabalho. É importante mencionar que seus gráficos possuem o eixo das abcissas como Potência Ativa [p.u.] diferentemente dos gráficos apresentados por Francisquini (2006) que apresenta em potência ativa [kW]. As Figura 6-9, mostram, respectivamente, as curvas típicas para consumidores residenciais nos dias úteis e finais de semana para os consumidores de faixa 2, 3, 4 e 5.
Figura 6 – Curvas de Carga Típicas - Faixa 2 (base = 160 kWh).
Figura 7 – Curvas de Carga Típicas - Faixa 3 (base = 500 kWh).
Fonte: (FERRAZ, 2016).
Figura 8 – Curvas de Carga Típicas - Faixa 4 (base = 1000 kWh).
Fonte: (FERRAZ, 2016).
Figura 9 – Curvas de Carga Típicas - Faixa 5 (base = 1500 kWh).
Embora sejam trabalhos com objetivos diferentes e em datas diferentes, comparando as curvas de cargas de Freancisquini (2006) e Ferraz (2016) é possível observar que ainda existe um período de pico de demanda de energia elétrica de consumidores residenciais que fica entre 18h00 e 22h00, aproximadamente. Além disso, é possível observar a discrepância entre o valor de demanda utilizado ao longo do dia e o período de pico de demanda de energia elétrica dos consumidores residenciais.
Essa discrepância entre a demanda de eletricidade utilizada ao longo do dia tem sido um problema para as empresas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, pois todo o sistema elétrico precisa ser dimensionado pelo valor da demanda máxima, incrementando significativamente os custos dessa implementação. As futuras SG podem gerenciar de forma inteligente o consumo de energia de uma SH reduzindo o consumo máximo de energia elétrica residencial e podendo reduzir significativamente os preços máximos e a volatilidade das tarifas, além de reduzir a necessidade de uma expansão da infraestrutura de energia elétrica (HOOSAIN; PAUL, 2017).
Com base na problemática anteriormente apresentada, a principal questão abordada nesta dissertação de mestrado é: com o objetivo de redistribuir o pico de demanda de energia elétrica e postergar investimentos no sistema elétrico, qual a possibilidade de se aplicar, no Brasil, uma estrutura de tarifa binômia (com base no consumo e demanda de energia) para os consumidores do grupo B?
1.2 HIPÓTESE
A estrutura tarifária dos consumidores do grupo A demonstra que estes possuem sistema de tarifa binômia e, além disso, são divididas em convencionais ou horosazonais (verde e azul) dando-lhes a possibilidade de pagar uma tarifa menor por consumo de energia caso tenham um bom controle de sua curva de demanda. Este sistema foi implementado para ajudar a reduzir as despesas dos consumidores além de diminuir o consumo de energia no horário de pico reduzindo a necessidade de uma expansão da infraestrutura de energia elétrica
É intuitivo pensar que um sistema binômio de tarifação de energia elétrica seria perfeitamente possível de ser implementado para consumidores do grupo B, oportunizando-os reduzir suas despesas com energia elétrica desde que tenham o controle de sua demanda máxima de energia.
1.3 JUSTIFICATIVA
A discrepância na curva de demanda de energia elétrica utilizada ao longo do dia tem sido um problema para as empresas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Um sistema de tarifa binômia para consumidores do grupo B induziria os consumidores residenciais a deslocarem no tempo o uso de seus eletrodomésticos. Esse sistema pode ajudar a suavizar a curva de demanda de energia de todo o setor elétrico visto que os consumidores residenciais consomem em torno de 28,8% de toda energia elétrica utilizada no país. Como consequência, a suavização na curva de demanda de energia do setor elétrico pode evitar a construção de mais usinas, reduzindo os impactos ambientais na geração de energia elétrica. Ademais, o custo da energia elétrica pode ser reduzido para os consumidores que conseguirem controlar suas curvas de cargas.
Entre as principais dificuldades destacam-se uma possível complexidade de entendimento por parte dos consumidores e um custo de implementação caso se opte por utilização de medidores eletrônicos, os quais devem monitorar o consumo e a demanda de energia elétrica nas diferentes horas do dia. Entretanto, este último problema já ocorre com a opção da Tarifa Branca que será comentada na seção 2.5.
1.4 OBJETIVOS
O principal objetivo dessa dissertação de mestrado é analisar a fundamentação legal e a viabilidade técnica de um modelo de tarifa binômia de energia elétrica para consumidores do Grupo B.
1.4.1 Objetivos Específicos
• Analisar os critérios técnicos na implementação de uma tarifa multipartes do tipo binômia. • Analisar a fundamentação legal de tarifação de energia elétrica residencial no formato da
tarifa binômia.
• Analisar os problemas referente aos custos de implementação de uma tarifa binômia de energia elétrica.
• Socializar os resultados da pesquisa em eventos científicos e através de publicação de artigo em periódico especializado.
2 REVISÃO DA LITERATURA
Neste capítulo é realizado o estudo da literatura relacionado ao sistema de tarifa de energia elétrica aplicado aos consumidores de baixa tensão (grupo B). Inicialmente é apresentado o conceito de gerenciamento pelo lado da demanda que é um recurso utilizado para que o sistema elétrico de potência consiga um equilíbrio entre oferta e demanda de energia elétrica.
Logo após, é demonstrada a distribuição e utilização da energia elétrica para os diferentes equipamentos e eletrodomésticos no setor residencial.
Então, é apresentada a classificação brasileira dos consumidores de energia em diferentes grupos tarifários e como é a composição tarifária para estes grupos.
Em seguida, será apresentado o funcionamento da tarifa branca que tem por objetivo reduzir o consumo de energia nos horários de pico do sistema elétrico aplicando valores de tarifas de consumo diferentes ao longo do dia.
Por fim, é realizado um estudo sobre a tarifa binômia e a sua utilização por consumidores residenciais em outros países.
2.1 GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA
A operação confiável do Sistema Elétrico de Potência (SEP) exige um equilíbrio perfeito entre oferta e demanda de energia em tempo real. Este equilíbrio não é fácil de alcançar, dado que os níveis de oferta e demanda podem mudar rapidamente e inesperadamente devido a muitas razões. O Gerenciamento pelo Lado da Demanda (GLD) é um dos recursos mais baratos disponíveis para operar o sistema de acordo com a demanda (ALBADI; EL-SAADANY, 2008).
Segundo Gellings (1985), GLD (no original, em inglês, Demand-Side Management (DSM)) pode ser definido como o planejamento e implementação de atividades para influenciar o uso da eletricidade do consumidor de maneira que produza mudanças desejadas na curva de carga de um sistema elétrico.
Diversos conceitos recaem ao GLD, agregando diferentes ações para o gerenciamento de carga, incluindo tarifas variáveis, uso racional de energia entre outros, como pode ser visto na Figura 10. Entretanto, apenas são consideradas atividades de GLD as
que envolvem uma intervenção deliberada da concessionária de energia em alterar a demanda (SIEBERT, 2013)
Figura 10 – Alternativas para o gerenciamento pelo lado da demanda.
Fonte: (SIEBERT, 2013).
Dentre os diversos benefícios da utilização de técnicas de GLD, destacam-se a postergação de investimentos em novas usinas, linhas de transmissão e distribuição; o alívio de sobrecargas da rede nos horários de maior demanda; a potencial redução das contas de energia dos clientes; e a potencial redução da emissão de poluentes (SIEBERT, 2013).
Existem diferentes mudanças nos padrões de consumo de energia. A consequência pode ser classificada em seis categorias genéricas de acordo com o horizonte de tempo e o objetivo da GLD. Como mostra a Figura 11, é possível reduzir a demanda de pico, preencher os períodos de baixo consumo (denominados vales), deslocar a demanda máxima, flexibilizar a curva de carga e aumentar ou reduzir o consumo total (FERRAZ, 2016).
Figura 11 – Tipos de alterações possíveis provocadas por GLD na curva de carga.
Fonte: (FERRAZ, 2016).
2.1.1 Resposta à Demanda
A Resposta à Demanda, do inglês Demand Response (DR), pode ser descrita como um termo usado para sistemas que encorajam os consumidores a reduzirem sua demanda de energia em consequência da tarifa de energia em determinadas horas do dia (ROWLES, 2010).
Ela pode ser basicamente de dois tipos: Resposta à Demanda com Base em Incentivos (RDBI) (do inglês, incentive-based) e Resposta à Demanda com Base em Tarifas (RDBT) (do inglês, price-based) (SIEBERT, 2013). No trabalho de Ferraz (2016) são detalhadas todas as subcategorias dos programas de Resposta à Demanda como apresentado na Figura 12.
Conforme demonstra Siebert (2013, p. 30),
RDBI (ou também IBP) representa arranjos contratuais desenvolvidos por concessionárias de energia elétrica e/ou operador da rede para que clientes contribuam com reduções necessárias em momentos críticos.
RDBT (ou também PBP) se refere à possibilidade de clientes que utilizam tarifas com postos tarifários reduzirem seus gastos com energia elétrica caso ajustem o momento e montante do consumo da energia para obterem vantagem em períodos com preço reduzido e evitarem períodos nos quais os preços são mais altos.
Em comparação com RDBI, a RDBT permite, ao não atuar diretamente em dispositivos, obter flexibilidade da curva de carga ao mesmo tempo que permite ao cliente o controle de seu padrão de consumo.
Figura 12 – Categorias dos programas de resposta à demanda.
Fonte: (FERRAZ, 2016).
Conforme ilustra a Figura 12, os programas RDBI são classificados em cinco subcategorias. O Controle Direto da Demanda concede à concessionária a permissão de desligar remotamente equipamentos dos clientes. No programa de Interrupção Consentida da
Demanda é ofertado um desconto na tarifa ou no crédito na fatura de energia elétrica para o
consumidor que reduza sua demanda quando solicitado pela concessionária. A modalidade de
Oferta de Redução de Demanda, ou leilões de redução de demanda, ocorre quando a
concessionária oferta no mercado reduções de demanda para grandes consumidores. Já o programa de Redução da Demanda em Emergência remunera clientes por reduções de energia medidas quando o sistema está em condições de emergência. Por fim, o Programa de Cortes
para Atender a Capacidade do Sistema é oferecido à clientes que podem fornecer reduções
quando de contingências no sistema, no qual as concessionárias informam aos clientes com 24 horas de antecedência os cortes necessários na demanda de energia elétrica.
A utilização de técnicas de resposta à demanda nos mercados de eletricidade traz potenciais benefícios que podem ser enquadrados em quatro categorias principais: participantes, mercado, confiabilidade e desempenho do mercado. Os participantes podem economizar na conta de eletricidade ou aumentar seu consumo total de energia. O mercado prevê uma redução global do preço da eletricidade. A confiabilidade aumenta, pois reduz o risco de interrupções. O desempenho de mercado proporciona mais opções de tarifação no mercado para os participantes, além de permitir aos consumidores o gerenciamento do seu próprio consumo (ALBADI; EL-SAADANY, 2008).
2.2 USOS FINAIS DE ENERGIA ELÉTRICA
Com relação aos uso finais de energia elétrica no setor residencial brasileiro, o trabalho de Fedrigo, Ghisi, Lamberts (2009) fez uma análise, em forma de questionário, de 5625 residências distribuídas em 18 estados e no Distrito Federal, no ano de 2005. O estudo foi dividido em cinco regiões geográficas e em oito Zonas Bioclimáticas brasileiras. Para cada classificação foram realizadas duas análises no decorrer do ano, uma para o verão e outra para o inverno, onde o chuveiro elétrico e o ar condicionado foram analisados separadamente.
Segundo Fedrigo, Ghisi, Lamberts (2009),
O consumo médio residencial brasileiro por mês atingiu o valor de 143,30 kWh no verão e 161,14 kWh no inverno. O uso final, em termos médios para todo o Brasil, ficou distribuído da seguinte forma: 7% para iluminação, 42% para refrigerador e freezer, 19% para aquecimento de água de banho, 2% para ar condicionado, 7% para televisor, 18% para os demais equipamentos eletrônicos e 2% em standby.
Essas informações podem ser melhor visualizadas na Figura 13.
Fazendo uma comparação entre as cinco regiões, a região Sul apresentou o maior consumo residencial atingindo o valor de 273,1 kWh/mês no verão e 261,3 kWh/mês no inverno. O menor consumo foi registrado na região Norte com 96,5 kWh/mês no verão e 81,0 kWh/mês no inverno.
Figura 13 – Usos finais de energia elétrica residencial no Brasil.
Fonte: (FEDRIGO; GHISI; LAMBERTS, 2009).
Já o trabalho de Silva et al. (2013) apresentou os usos finais de eletricidade e rotinas de uso em habitantes em uma amostra de 60 habitações da região de Florianópolis – SC, por
meio de aplicações de questionários aos moradores e medições de consumo de energia elétrica por um período maior do que duas semanas em cada habitação.
Os resultados mostraram que o chuveiro elétrico representa o maior uso final, com 36,8% de mediana1, seguido dos refrigeradores, televisores e iluminação. Os resultados mais
detalhados são apresentados na Tabela 1.
Tabela 1 – Usos finais de eletricidade (confiança de 90%). Valor Chuveiro
elétrico Refrigeradores Televisão Iluminação
Máquina de lavar roupa Micro-ondas Outros Superior 40,3% 33,1% 12,2% 6,1% 1,1% 0,9% 13,5% Mediana 36,8% 29,9% 10,2% 5,2% 0,9% 0,6% 10,5% Inferior 33,5% 27,4% 8,4% 4,5% 0,7% ¨0,4% 8,0%
Fonte: (SILVA et al., 2013).
Observa-se uma grande semelhança aos resultados encontrados por Fedrigo, Ghisi, Lamberts (2009). A região sul possui uma média de temperatura baixa durante grande parte do ano, tendo assim o chuveiro elétrico como principal fonte de consumo de energia no verão e no inverno, consumindo em média 41% da energia residencial durante o ano. As Figura 14 e Figura 15 apresentam detalhadamente o uso final de energia elétrica da região Sul do Brasil,
por aparelho, respectivamente no verão e no inverno.
Figura 14 – Usos finais de energia elétrica no verão na região Sul.
Fonte: Adaptado de (FEDRIGO; GHISI; LAMBERTS, 2009).
1Utilizando o teste de Wilcoxon – um teste não paramétrico que pode ser usado para determinar se duas amostras dependentes
Figura 15 – Usos finais de energia elétrica no inverno na região Sul.
Fonte: Adaptado de (FEDRIGO; GHISI; LAMBERTS, 2009).
Silva et al. (2013) analisam uma residência em três ambientes de permanência prolongada: cozinha, dormitório e sala. A Figura 16 apresenta a rotina diária de uso dos aparelhos eletrodomésticos. O eixo y representa a fração de potência utilizada, a qual é associada às densidades de potência de cada ambiente (em W/m²). Percebe-se que as frações são pequenas em relação as potências médias totais instaladas em cada ambiente. Observa-se, também, através da Figura 16, um leve incremento no consumo de energia elétrica dos eletrodomésticos no período das 18h às 23h.
Figura 16 – Rotinas médias de uso de equipamentos eletroeletrônicos.
Fonte: (SILVA et al., 2013).
Figura 17 – Rotinas médias de uso do chuveiro elétrico.
O chuveiro elétrico, que tem o maior uso, apresenta rotina média de utilização de acordo com a Figura 17. Percebe-se a predominância às 7h e às 19h.
Os estudos citados comprovam que o pico de consumo de energia gerado pelos consumidores residenciais, em sua maioria, é resultante do uso do chuveiro elétrico ao anoitecer.
2.3 GRUPOS TARIFÁRIOS
No Brasil, as unidades consumidoras estão classificadas em dois grupos tarifários: Grupo A e Grupo B. Os consumidores do grupo A são atendidos com tensões nominais acima de 2,3 kV. Em geral os consumidores do grupo A são indústrias, shopping centers e alguns edifícios comerciais. Já os consumidores do grupo B são atendidos em tensões abaixo de 2,3 kV e, em geral, são residências, agências bancárias, lojas, pequenas oficinas, edifícios residenciais, grande parte dos edifícios comerciais e a maioria dos prédios públicos federais (PROCEL, 2011).
A Figura 18 mostra a divisão dos grupos tarifários no Brasil. Percebe-se que os consumidores do grupo A possuem tarifa de energia binômia, ou seja, suas faturas de energia são compostas da soma de parcelas referentes ao consumo de energia e a demanda de energia (e, se existir, a demanda de ultrapassagem). Além disso, a estrutura se diferencia em convencional (na qual as tarifas de energia são iguais independente da hora do dia) e em horosazonal (quando as tarifas são diferentes no horário de ponta e fora de ponta) que podem ser subdivididas em verde e azul (PROCEL, 2011).
É importante mencionar que a modalidade tarifária convencional está sendo descontinuada conforme resolução normativa 414 da ANEEL, Art 57, § 6º.
Figura 18 – Grupos tarifários no Brasil.
Observa-se, também, que os consumidores do grupo B possuem apenas a opção de tarifa monômia, ou seja, suas faturas de energia levam em conta apenas o consumo de energia e independe da época do ano e da hora do dia. Um outro sistema tarifário que está sendo implantado para os consumidores do grupo B é o sistema de Tarifa Branca que será explicado na seção 2.5.
Conforme descreve a ANEEL (2018b), na opção de tarifa monômia, a recuperação dos custos da rede é altamente dependente da venda de eletricidade. Caso o mercado retraia, os custos fixos não serão cobertos e haverá perda de receita para as distribuidoras. É importante que a tarifa de energia mostre aos consumidores os custos reais do sistema uma vez que os consumidores fazem escolhas baseadas em preços. Se a tarifa não refletir os custos, os prejuízos serão do sistema e dos próprios consumidores.
A tarifação binômia e horosazonal dos consumidores do grupo A é uma técnica de gerenciamento de demanda de energia que tem o objetivo de reduzir o pico de energia e suavizar a curva de demanda desses consumidores. Além disso, ela diminui as distorções causadas pela tarifa volumétrica possibilitando que o consumidor analise os custos reais classificados como custos fixos, potência contratada e compra de energia (MAGALHAES et al. 2015).
Entretanto, segundo Zurn et al. (2017), os grandes consumidores com cargas inflexíveis geram a energia necessária durante o período de pico de energia por meio de geradores a diesel. Como consequência, consegue-se diminuir o pico de energia do sistema, tendo melhor controle por parte do sistema de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, porém, no quesito consumir com mais inteligência os recursos do planeta, este sistema se torna menos sustentável ambientalmente.
2.4 TARIFAS DE ENERGIA
O Setor industrial brasileiro é de extrema importância para o Sistema de Energia Elétrica pois consome cerca de 35,8% do total de energia elétrica fornecida no país. Já o setor residencial consome uma parcela de cerca de 28,8% enquanto o setor comercial consome cerca de 18,9%. O restante é dividido entre os setores rural, poder público, iluminação pública, serviço público entre outros (EPE, 2017).
No Brasil, os tributos estão embutidos nos preços dos bens e serviços. Os consumidores de energia elétrica pagam, em suas faturas de energia, tributos federais,
estaduais e municipais, que posteriormente são repassados aos cofres públicos pelas distribuidoras de energia. A ANEEL publica, por meio de resolução, o valor da tarifa de energia elétrica por classe de consumo (sem tributos). Com base nesses valores, as distribuidoras de energia incluem tributos (PIS, COFINS, ICMS e CIP) e emitem a fatura de energia para que seja paga pelos consumidores (PROCEL, 2011).
Conforme o site da ABRADEE (2018), a tarifa de energia elétrica tem como objetivo cobrir os custos incorridos desde a geração até a sua disponibilização aos consumidores. Além disso, na composição da tarifa não está incluso apenas o consumo de energia propriamente dito, mas também o custo pela sua disponibilidade. Em resumo, a tarifa de energia elétrica dos consumidores cativos2 é constituída por:
• Custos com aquisição de energia elétrica;
• Custos relativos ao uso do sistema de distribuição; • Custos relativos ao uso do sistema de transmissão; • Perdas técnicas e não técnicas, tributos e encargos;
Os Custos com aquisição de energia elétrica são decorrentes da contratação de montantes de energia por meio de leilões regulados, no qual a empresa distribuidora compra uma quantidade de energia que considera suficiente para seu mercado cativo e repassa integralmente esses custos na Tarifa de Energia (TE) sem auferir margens de lucro.
Os Custos relativos ao uso do sistema de distribuição, como as despesas de capital e os custos de operação e manutenção das redes de distribuição, estão inclusos na Tarifa de Uso do Sistema de Distribuição (TUSD).
Os Custos relativos ao uso do sistema de transmissão estão inclusos na Tarifa de Uso do Sistema de Transmissão (TUST), que é um encargo legal que incide sobre os consumidores conectados aos sistemas elétricos de transmissão das concessionárias.
Os Custos relativos às perdas elétricas incluem os custos das perdas técnicas e não técnicas bem como os diversos encargos e impostos.
Uma explicação gráfica sobre as subcomponentes tarifárias (TUSD e TUST) é apresentada na Figura 19. A indicação por setas indica para onde vai o recurso mencionado.
Ainda no artigo sobre Tarifas de Energia da ABRADEE (2018) é apresentado um gráfico produzido pela própria associação que indica a composição tarifária média do Brasil em 2015. Este gráfico3 é apresentado na Figura 20 onde observa-se que, para estrutura de
2 Consumidores obrigados a contratar a energia elétrica somente através da concessionária distribuidora de energia não podendo escolher a fonte de geração desta energia.
3 O gráfico consolida a receita de todas as faixas de consumo, bem como de todos os tipos de consumidores (industriais, comerciais, residenciais, baixa renda etc.) em todos os Estados.
custos com bandeiras tarifárias, 39,7% dos custos são relativos a TE, 15,6% são relativos a TUSD, 2,4% relativos a TUST e 42,1% são de encargos e tributos.
Figura 19 – Explicação gráfica da TUSD e TUST.
Fonte: ABRADEE (2018).
Figura 20 – Destinação dos recursos recolhidos na conta de energia.
A ANEEL separa os custos de energia elétrica de uma forma um pouco diferente da apresentada pela ABRADEE. Para fins de cálculo tarifário, os custos são classificados em Parcela A, que engloba os custos de produção e transmissão de energia elétrica até chegar à rede da distribuidora (compra de energia, transmissão e encargos setoriais) e Parcela B, composta por custos gerenciáveis pela distribuidora (distribuição de energia). Conforme se observa na Figura 21, a maior parcela dos custos está presente na Parcela A (53,5%) seguido dos custos com Tributos (29,5%) e, por fim, a menor parcela dos custos está na parcela B (17%) (ANEEL, 2017a).
Figura 21 – Valor final de energia elétrica.
Fonte: (ANEEL, 2017a).
2.5 A TARIFA BRANCA
Em 2011, a ANEEL aprovou a criação da tarifa branca que pode ser usada pelos consumidores residenciais (Grupo B) a partir de 2018. Tal tarifa é do tipo Time-of-Use (TOU), monômia4, de adesão voluntária (caso o consumidor desejar, ele poderá retornar à
Tarifa Convencional a qualquer tempo). Este sistema requer a instalação de um medidor de energia eletrônico onde é possível tarifar a energia elétrica com três diferentes preços: horas de pico, horas intermediárias e horas fora de pico (SOUZA, DE; SOUSA, 2014).
Antes da criação da Tarifa Branca havia apenas uma tarifa para os consumidores residenciais, a Convencional, que tem um valor único (em R$/kWh) cobrado pela energia consumida e é igual em todos os dias, em todas as horas (AFFONSO; SILVA, 2015).
A tarifa branca segue a mesma filosofia e motivação do atual modelo de tarifa horosazonal aplicados aos consumidores do grupo A. Para os horários de ponta, definidos pela distribuidora local, o consumidor pagaria uma tarifa mais cara. Isso visa motivar o consumidor através da oportunidade de reduzir o valor pago pela energia consumida a adotar
4 Tarifa de fornecimento de energia elétrica constituída por preços aplicáveis ao consumo de energia elétrica ativa, não sendo a demanda faturável.
hábitos que priorizem o uso da energia fora do período de ponta definido pela distribuidora, redistribuindo seu consumo ao longo do dia e diminuindo o pico de carga nos horários de ponta, que são os horários mais críticos para o sistema como um todo. Um esboço do sistema de tarifa branca é apresentado na Figura 22.
O horário de ponta refere-se ao período composto por três horas diárias consecutivas definidas pela distribuidora considerando a curva de carga de seu sistema elétrico. O horário intermediário refere-se ao período de uma hora anterior e posterior ao horário de ponta, aplicado exclusivamente as unidades tarifárias pertencentes à tarifa branca. O horário fora de ponta refere-se ao período composto pelo conjunto das horas diárias consecutivas e complementares àquelas definidas no horário de ponta e intermediário. A implementação da tarifa branca está condicionada à substituição dos medidores eletromecânicos por medidores eletrônicos que permitam registrar e diferenciar o consumo em horas do dia (ANEEL, 2017b).
Figura 22 – Comparativo entre a Tarifa Branca e a Tarifa Convencional
Fonte: (SILVA, 2018 apud Geração Smart Grid, 2016).
Esta modalidade tarifária entrou e vigor em 01 de janeiro de 2018, podendo aderir de imediato as unidades consumidoras com média anual de consumo igual ou superior a 500 kWh/mês. A partir de 2019 as unidades consumidores com média anual de consumo superior a 250 kWh/mês também podem aderir a Tarifa Branca e, a partir de 2020, os demais consumidores (SILVA, 2018).
Segundo Goulart (2015), um item bastante polêmico na implementação da Tarifa Branca é o sistema de medição. De acordo com o proposto, os custos relativos ao medidor e à sua instalação são de responsabilidade da distribuidora e eventuais custos na alteração do padrão de entrada de energia fica sob responsabilidade do consumidor.
Silva (2018) apresenta o impacto causado na curva de carga no período de ponta, considerando diferentes cenários de adesão de usuários residenciais à Tarifa Branca. A autora afirma que através dos resultados obtidos nas simulações, a adesão de até 5% dos consumidores residenciais que consumam acima de 500 kWh/mês não produz redução significativa nos sistemas de distribuição, assim como para uma adesão de até 10% dos consumidores abaixo de 500 kWh/mês não resulta em valores representativos na redução máxima da curva de carga. Para adesão entre 10% e 50% dos consumidores residenciais os valores na redução máxima da curva de carga são pequenos. Unicamente nos cenários extremos, com mais de 75% de adesão dos usuários é que haveria uma relativa redução máxima na curva de carga.
Ela conclui que a Tarifa Branca é ineficiente pois sendo uma modalidade opcional, pode reduzir o faturamento das concessionárias distribuidoras de energia elétrica, sem resolver o problema de sobrecarga nos horários de ponta. Esse fato pode ocorrer caso consumidores que já possuem hábitos de consumo nos horários fora de ponta escolham essa opção tarifária.
Além disso, o sistema de Tarifa Branca continuará sendo um sistema de tarifa monômia horosazonal para consumidores residenciais, embora um sistema de tarifa binômia também possa oferecer um controle de curva de demanda com uma menor tarifa de consumo de energia elétrica.
2.6 A TARIFA BINÔMIA
A tarifa binômia é considerada uma tarifa multipartes. Uma tarifa multipartes é uma tarifa não linear, composta por partes fixas e partes variáveis. A parte fixa é relacionada a tarifa de acesso e as n partes variáveis são relacionadas ao custo de produção. A tarifa binômia é considerada um tipo de tarifa multipartes com a característica de ter uma parte faturada pelo consumo (R$/MWh) e outra parte faturada por capacidade (demanda contratada/medida ou capacidade do disjuntor) (ANEEL, 2018a).
A criação de uma tarifa binômia para consumidores do grupo B se torna pertinente para permitir que o consumidor que optar pela instalação de um sistema de geração distribuída possa conhecer quais são os custos de sua responsabilidade na utilização das redes da distribuidora em que ele está conectado quando não houver geração suficiente para suprir a sua demanda de energia. Além disso, estes consumidores continuarão a usufruir dos serviços
de medição, de uma central de atendimento e de outros serviços disponibilizados pelas distribuidoras de energia (CPFL, 2018b).
Já existem países europeus que comercializam energia elétrica residencial por demanda de energia, como mostra o relatório da EURELECTRIC. O objetivo do relatório foi delinear diferentes opções de estruturas tarifárias para desencadear uma discussão a nível europeu sobre o tema de tarifação de energia por demanda. Em todos os países que participaram da pesquisa, as tarifas de rede são pelo menos parcialmente definidas com base no consumo. Os países europeus que possuem sistema tarifário residencial de energia por demanda são: Espanha, França, Grã-Bretanha, Itália, Holanda e Portugal. Uma visão geral das estruturas tarifárias dos países participantes do relatório pode ser vista na Tabela 2.
Tabela 2 – Estrutura tarifária de 17 países europeus.
Fonte: Adaptado de Mandatova et al., (2014).
Um fato curioso sobre sistemas tarifários residenciais com base em consumo e demanda é apresentado no trabalho de Bartusch et al., (2011). O estudo, feito na Suécia em 2011, foi realizado para estimar o alcance da resposta das famílias e avaliar a percepção dos clientes residenciais se aplicada uma tarifa de distribuição de energia elétrica baseada em demanda. O operador do sistema de distribuição introduziu uma tarifa de tempo de uso baseada em demanda para um grupo de 500 famílias como parte de um projeto piloto. Todas as famílias abrangidas pelo projeto piloto foram contatadas por telefone e solicitadas a responderem um conjunto de perguntas como número de membros da família, área da residência, entre outras. Destas famílias, 362 responderam às perguntas da pesquisa e entre
Tarifa Fixa [€] Tarifa de Capacidade [€/kW] Tarifa de Energia Ativa [€/kWh] Tarifa de Energia Reativa Reativa [€/kVArh] Outros
Bélgica Sim Não Sim Não N.A.
Suiça Sim (max 40%) Raro Sim (até 70%) Não N.A.
Rep. Tcheca Sim Não Sim Não N.A.
Alemanha Possível Não Sim Não N.A.
Dinamarca Sim Não Sim Não N.A.
Estônia Sim Não Sim Não N.A.
Espanha Não Sim Sim Não Aluguel de Medidor
Finlândia Sim Não Sim Não Taxa de Medição
França Sim Sim Sim Não N.A.
Grécia Não Sim Sim Não N.A.
Itália Não Sim Sim Não N.A.
Lituânia Possível** Não Sim Não N.A.
Holânda Sim Sim Não Depende (OSD) N.A.
Noruega Sim Raro Sim Não N.A.
Polônia Sim Não Sim Não N.A.
Portugal Não Sim Sim Não N.A.
Suécia Sim Raro Sim Não N.A.
Estrutura das tarifas de energia elétrica para consumidores residenciais. Países
elas, 232 estavam dispostas a serem entrevistadas. Esses domicílios foram posteriormente agrupados em categorias homogêneas de acordo com o sistema de aquecimento do ambiente: elétrico, caldeira elétrica, bomba de calor, combinada e não elétrico. Esses agrupamentos foram divididos de acordo com o número de membros da família. Dentro de cada subgrupo por sistema de aquecimento ambiente, um domicílio com poucos e um com muitos membros foram selecionados aleatoriamente para participar de uma pesquisa aprofundada sobre a percepção e a experiência dos consumidores de eletricidade. A pesquisa foi realizada em dez famílias e, no momento das entrevistas (cerca de dez meses após a implementação), oito das dez famílias sabiam que estavam sendo cobradas por tarifa de demanda. Todos os clientes que estavam cientes de sua existência tinham uma atitude positiva em relação à tarifa baseada em demanda. A maioria dos informantes, no entanto, acreditava que a principal motivação dos operadores do sistema de distribuição para o lançamento da tarifa era que eles queriam que os clientes usassem menos eletricidade em horas de alta demanda do setor industrial (o horário de pico de eletricidade na Suécia é das 7h00 às 19h00). O que chama a atenção é que em geral muitos usuários têm dificuldade em entender a diferença entre consumo de energia e demanda de energia.
O trabalho de Bartusch et al. (2011) ainda realizou uma análise da curva de carga diária com 50 famílias, onde foi possível comparar o uso de energia elétrica antes e depois de implementado o projeto piloto. Essa análise foi realizada tanto no verão quanto no inverno e os resultados podem ser vistos nas Figura 23 e Figura 24, respectivamente. O verão de 2005 e
o inverno de 2005-2006 são as referências, ou seja, ainda não se tinha implementado a tarifa baseada em demanda de energia (BARTUSCH et al., 2011).
Figura 23 – Curvas média de demanda diária no verão
Analisando as figuras, é possível observar que após a implementação da tarifa baseada em demanda, o comportamento médio de uso de energia diário se manteve, havendo apenas uma leve diminuição da demanda nos horários de pico (7h00 às 19h00) e um aumento no horário fora de pico (19h00 às 7h00), o que não é um problema para o operador de distribuição de energia.
Figura 24 – Curvas média de demanda diária no inverno
Fonte: Adaptado de (BARTUSCH et al., 2011).
Outro fato interessante é que, como na Suécia se utiliza pouco aquecimento de água por chuveiros elétricos, o valor de demanda máxima não ultrapassou os 4,0kW no inverno. A realidade brasileira é diferente pois apenas a potência elétrica de um chuveiro elétrico atual é na média de 5,0kW (COOPERLUZ, 2013).
2.7 CONCLUSÃO
Conforme apresentado neste capítulo, ações de GLD podem auxiliar no balanceamento entre a geração e a demanda de energia. Uma ação de GLD já implementada por um programa RDBT (também conhecida como PBP, Programa Baseado em Preço) é a Tarifa Branca (do tipo Período de Uso) que, conforme Silva (2018), é ineficiente quanto ao objetivo de reduzir o pico de demanda máxima a não ser que mais de 75% dos consumidores de baixa tensão aderissem a este sistema tarifário.
Já uma tarifa binômia, que também pode ser considerada uma ação de GLD de programa RDBT do tipo Tarifação de Ponta, pode trazer benefícios para a redução da demanda máxima na curva de carga do setor elétrico desde que os consumidores tenham
controle de seus equipamentos deslocando seus funcionamento de forma que não ultrapassem um valor de demanda definido.
3 A ABORDAGEM METODOLÓGICA
A pesquisadora Cecília Minayo, (2002, p. 09) afirma que, desde o homo sapiens, a humanidade sempre esteve preocupada com o conhecimento da realidade, buscando explicações para “os fenômenos que cercam a vida e a morte, o lugar dos indivíduos na organização social, seus mecanismos de poder, controle e reprodução”. Nessa jornada em busca do conhecimento, as respostas encontradas para a explicação das realidades, ultrapassando as justificativas meramente míticas, foram dando lugar a “uma forma particular de conhecer o mundo” (FONSECA, 2002, p. 11-12), ou seja: a ciência. Na saga de produzir conhecimento para facilitar “a interação com o mundo, possibilitando previsões confiáveis sobre acontecimentos futuros e indicar mecanismos de controle que possibilitem uma intervenção sobre eles” (FONSECA, 2002, p. 11-12), a humanidade tem aprimorado a pesquisa, buscando respostas para diferentes questionamentos.
No sentido amplo, ‘pesquisar’ significa realizar empreendimento para descobrir uma resposta significativa a uma dúvida ou problema. Para que seja considerada uma ‘pesquisa científica’, ela deve ser efetivada pela utilização de uma metodologia científica meticulosa, compreendendo uma série de etapas encadeadas e seguindo uma sequência rigorosamente lógica (BARROS; LEHFELD, 2007).
Esse capítulo expõe as questões que caracterizam a pesquisa em tela, destacando a sua classificação no que tange à sua natureza, os objetivos, a abordagem e os métodos pretendidos, tendo em vista o cumprimento dos seus objetivos. Em seguida, é apresentada de forma mais explícita as opções metodológicas, clarificando o que se indica como “pesquisa bibliográfica” e “pesquisa documental”, assumidas como procedimentos principais da presente investigação.
Com a pretensão de tornar mais evidente os caminhos da pesquisa, será apresentado um quadro, onde se dá a conhecer o planejamento da pesquisa e da coleta e análise dos dados realizados nesta dissertação.
3.1 A CONFIGURAÇÃO DA PESQUISA
A pesquisa é uma atividade que possibilita uma aproximação e um entendimento de uma realidade a investigar. A classificação dos tipos de pesquisa é bastante controversa e só é possível mediante o estabelecimento de alguns critérios. Para Gergardt e Silveira (2009), ela é um processo permanentemente inacabado e processa-se por meio de aproximações sucessivas
da realidade. Ainda segundo os autores, os tipos de pesquisa podem ser classificados conforme a Figura 25.
Figura 25 – Classificação da Pesquisa Científica
Fonte: Do Autor.
Com base nesse esquema de classificação da pesquisa científica, esse estudo é caracterizado, quanto a abordagem, como uma pesquisa qualitativa pois “ela não se preocupa com representatividade numérica, mas, sim, com o aprofundamento da compreensão de um grupo social”. Além disso, “os pesquisadores que utilizam os métodos qualitativos buscam explicar o porquê das coisas” (GERHARDT; SILVEIRA, 2009, p. 31).
Quanto a natureza desta pesquisa, o estudo é caracterizado como uma pesquisa
aplicada, com o objetivo “de gerar conhecimento para aplicação prática, dirigidos à solução
de problemas específicos. Envolver verdades e interesses locais” (SILVA; MENEZES, 2005, p. 20).
Com relação aos objetivos da pesquisa, ela se caracteriza como explicativa, considerando a sua preocupação em identificar e explicar o porquê das coisas através dos resultados oferecidos. (GERHARDT; SILVEIRA, 2009).
Por fim, uma maneira de se classificar os tipos de pesquisa diz respeito aos procedimentos metodológicos aplicáveis, a qual este trabalho se enquadra como uma pesquisa bibliográfica e uma pesquisa documental. Tais definições serão apresentadas na seção 3.2.
Em resumo, a classificação desta pesquisa científica está sendo representada através das bordas avermelhadas que podem ser observadas na Figura 25.
3.2 DA PESQUISA BIBLIOGRÁFICA E DOCUMENTAL
Em consonância com as opções metodológicas apresentadas, a presente pesquisa conforma-se como bibliográfica e documental.
De acordo com Gil (2002, p. 44),
A pesquisa bibliográfica é desenvolvida com base em material já elaborado, constituído principalmente de livros e artigos científicos. Embora em quase todos os estudos seja exigido algum tipo de trabalho dessa natureza, há pesquisas desenvolvidas exclusivamente a partir de fontes bibliográficas. Boa parte dos estudos exploratórios pode ser definida como pesquisas bibliográficas. As pesquisas sobre ideologias, bem como aquelas que se propõem a uma análise das diversas posições acerca de um problema, também costumam ser desenvolvida quase exclusivamente mediante fontes bibliográficas. (GIL, 2002, p. 44).
No caso específico dessa pesquisa, no campo bibliográfico se buscou reunir elementos para as respostas ao problema de pesquisa a partir das teorias publicadas em diversos tipos de fontes, privilegiando artigos e periódicos científicos.
Sabe-se que a pesquisa bibliográfica em muito se aproxima à pesquisa documental. O que as tornam peculiares é, exatamente, a natureza das suas fontes. Gil (2002) prossegue discorrendo que ao passo que a pesquisa bibliográfica se utiliza fundamentalmente das contribuições dos diversos autores sobre determinado assunto, a pesquisa documental prima pela utilização de materiais necessariamente ainda não lapidados, ou seja, que ainda não receberam “um tratamento analítico, ou que ainda podem ser reelaborados de acordo com os objetos da pesquisa.” (GIL 2002, p. 45).
Ainda sobre as particularidades entre as pesquisas bibliográficas e documentais, é importante também destacar o acesso às fontes. Na pesquisa bibliográfica, as fontes parecem estar mais acessíveis, uma vez que se podem localizá-la em material impresso disponíveis em bibliotecas, ou em formato digital em base de dados de periódicos científicos.
As fontes documentais, por sua vez, nem sempre aparecem de forma tão disponível, mesmo com o advento da internet. Para Evangelista (2004, p. 24), “a seleção de fontes para a constituição de um corpus documental consistente depende de inúmeras variáveis, entre elas a de sua acessibilidade; afinal, onde dormem as fontes”? Ou seja, reunir um corpus documental pode significar um movimento bastante exigente, uma vez que requer uma aprimorada pesquisa em diferentes frentes, pois nem sempre todos os documentos estão disponíveis e acessíveis a todos os momentos.
Será sempre importante ressaltar que a pesquisa documental apresenta uma enorme contribuição à pesquisa, pois “os documentos constituem fonte rica e estável de dados. Como
os documentos subsistem ao longo do tempo, tornam-se a mais importante fonte de dados em qualquer pesquisa de natureza histórica.” (GIL 2002, p. 46).
Ademais, a pesquisa documental “pode se constituir uma técnica valiosa de abordagem de dados qualitativos, seja complementando as informações obtidas por outras técnicas, seja desvelando aspectos novos de um tema ou problemas” (Lüdke e André, 1986, p. 38).
Em suma, podemos dizer que esta dissertação se classifica como uma pesquisa bibliográfica pois as contribuições do autor, que serão apresentadas na seção 4.1, tiveram como embasamento artigos científicos analisados após a realização da pesquisa bibliográfica. Igualmente, é importante marcar que este trabalho se enquadra em uma perspectiva de pesquisa documental, pois os dados coletados para análise foram obtidos através da Consulta Pública Nº 002/2018 da ANEEL.
3.3 PLANEJAMENTO DA PESQUISA
Neste tópico será demonstrado como foi realizado o planejamento de toda a pesquisa iniciando com a definição da questão de pesquisa, passando pela revisão bibliográfica, seleção das amostras, compilação dos dados e, por fim, elaboração das análises comparativas e conclusões.
Inicialmente foi elaborada a questão que motivou a pesquisa estabelecendo uma pergunta central: “Qual a viabilidade de um modelo de comercialização de energia elétrica por demanda no Brasil para consumidores residenciais?” A partir da pergunta central foram elaboradas perguntas adicionais:
• Quais as formas de comercialização de energia elétrica no Brasil?
• Quais países utilizam modelo de comercialização de energia elétrica por demanda máxima?
• Quais os benefícios para o consumidor e para o sistema de energia elétrica na comercialização de energia por demanda?
• Quais as formas técnicas de controlar a demanda máxima?
A Figura 26 apresenta em forma de fluxograma o planejamento desenvolvido nessa pesquisa.
Figura 26 – Fluxograma do Planejamento da Pesquisa.
Fonte: Do Autor.
Definida a questão central e as perguntas adicionais iniciou-se uma revisão bibliográfica utilizando como bases o IEEE Xplore, o Science Direct e o Periódico da CAPES. Nesta etapa foram pesquisados artigos para embasamento teórico sobre Gerenciamento pelo Lado da Demanda, Sistema Brasileiro de Tarifa de Energia Elétrica e Tarifa Baseada em Demanda de Energia. Em resumo, os dados utilizados para escrever o item Revisão da Literatura foram obtidos através dos documentos com maior número de acessos e citações pesquisados nas fontes citadas. Ainda no decorrer da etapa da revisão bibliográfica descobriu-se sobre a Consulta Pública descrita na seção 3.4.1.
A partir dos documentos/contribuições da consulta pública, realizou-se uma revisão de livros e artigos que tratavam exclusivamente de temas ligados à metodologia da pesquisa. O objetivo foi classificar a pesquisa, conforme demonstrado na Figura 25, e definir uma técnica de análise dos dados de uma pesquisa documental, pois nesse momento era necessário selecionar as amostras das contribuições da Consulta Pública para, então, compilar e analisar os dados.
Após revisada a metodologia da pesquisa definiu-se que a técnica utilizada para analisar os dados seria a Análise de Conteúdo. A Análise de Conteúdo pode ser definida como um conjunto de instrumentos metodológicos para analisar diferentes fontes de conteúdo. É uma técnica que exige do pesquisador disciplina, dedicação, paciência e tempo. A técnica
